Podstawy Projektowania grup połączeń transformatorów
3-fazowych
Wstęp
Układy trójfazowe charakteryzują się (poza sposobem połączenia uzwojeń  w
gwiazdę, trójkąt lub zygzak) jeszcze tzw. przesunięciem fazowym, określanym
przez kąt mierzony w kierunku ruchu wskazówek zegara  od wskazu napięcia
górnego do odpowiadającego mu wskazu napięcia dolnego.
Ten kąt jest podawany w symbolu układu połączeń, np. symbol Yd5 oznacza, że
uzwojenie napięcia górnego połączone jest w gwiazdę, dolnego  w trójkąt, a
wskaz napięcia dolnego spóz
nia się w fazie w stosunku do odpowiadającego mu
wskazu napięcia górnego o kąt równy 5 h =1500.
Wszystkie możliwe układy połączeń transformatorów trójfazowych można
podzielić na grupy, zaliczając do każdej te układy, w których kąty przesunięcia
fazowego między wskazami odpowiednich napięć międzyzaciskowych
(względnie fazowych) strony pierwotnej i wtórnej są jednakowe.
W załączonej tablicy [1] podano schematy połączeń oraz odpowiadające im
obrazy wskazowe dla 10 grup układów połączeń o przesunięciach: 0, 1, 2, 4, 5,
6, 7, 8, 10 i 11 h. W praktyce polskiej stosuje się zasadniczo trzy przesunięcia:
0, 5 i 11 h. Jak wynika z tabeli każdemu z tych przesunięć odpowiada grupa
złożona z trzech układów.
Jeśli chodzi o pracę równoległą transformatorów tych trzech grup to bez
żadnych dodatkowych wskazówek można łączyć ze sobą równolegle w zwykły
sposób tylko układy należące do tej samej grupy. A
ączy się wtedy zaciski
jednoimienne po stronie wtórnej i pierwotnej.
Przy niektórych układach połączeń, nienadających się bezpośrednio do łączenia
równoległego, praca równoległa może stać się możliwa po wewnętrznym
przełączeniu końcówek uzwojeń, ale przy pozostawieniu tych samych połączeń
uzwojeń pierwotnych i wtórnych do szyn zbiorczych. Na przykład, jeśli brać
pod uwagę Yy0 iYy6, to łącząc w jednym z tych uzwojeń do punktu 0 zamiast
początków  końce uzwojeń, można uzyskać gwiazdy skierowane zgodnie i po
spełnieniu innych wymagań pracy równoległej, połączyć je równolegle. (rys. 1)
Z tabeli wynika wniosek, parzyste przesunięcia godzinowe uzyskuje się w
układach Dd, Dz i Yy podczas gdy nieparzyste w układach Yd, Dy, Yz.
1
Tabela 1.
2
Rys. 1. Przykład wewnętrznego przełączania początków i końców uzwojeń w
celu uzyskania pożądanego przesunięcia godzinowego
W innym przypadku możliwość pracy równoległej, jednakże bez wewnętrznego
przełączania końcówek uzwojeń, uzyskuje się poprzez przyłączenie do szyn
zbiorczych strony wtórnej i pierwotnej zacisków transformatorów w
odpowiedniej, zmienionej kolejności (rys. 2).
Uwagi o sposobie kojarzenia uzwojeń
Początki uzwojeń trzech faz oznaczane będą pierwszymi literami alfabetu A, B,
C, końce natomiast ostatnimi literami alfabetu X, Y, Z w stosunku do GN, i
odpowiednio a, b, c oraz x, y, z w stosunku do DN. Oznaczenia zacisków
wyjściowych będą rysowane w kółku. Zaciski wejściowe/wyjściowe będą
oznaczane wyłącznie literami A, B, C i a, b, c, niezależnie od tego czy końcówki
A, B, C czy X, Y, Z będą do nich doprowadzane.
Możliwe są naturalne i nienaturalne kombinacje poszczególnych układów, jak
na przykład układu Yy0 dający po zmianach układ Yy8, co zilustrowano na
rysunku 2 poniżej.
3
Rys. 2. Nienaturalny sposób łączenia zacisków w układzie Yy0, dający układ
Yy8
Schematy montażowe
Aby móc zorientować się w sposobie łączenia końcówek w realnym
transformatorze, rysuje się tzw. schematy montażowe. Na schemacie z
rysunku 2 przedstawia się pokrywę transformatora widzianą z góry. Kolejność
zacisków na pokrywie jest 0ABC lub oabc patrząc od strony GN. Uzwojenia
rysuje się tak, aby końcówki znajdujące się na dole kadzi transformatora były
narysowane dalej od pokrywy, a końcówki górne bliżej pokrywy. Schematy
montażowe rysuje się zwykle przy założeniu, że uzwojenia nawijane są zgodnie.
Rys. 3. Schemat montażowy układu Yoyo0. U góry rysunku uzwojenia DN, u
dołu GN
Układy Dd pozwalają otrzymać wszystkie parzyste przesunięcia godzinowe w
sposób naturalny. Na rysunku 4 pokazano układ montażowy dla przypadku Dd6.
4
Układ ten jest niewygodnie łączyć, dlatego wygodniej jest nawinąć uzwojenie
przeciwnie, a wtedy końcówki xyz byłyby na górze rysunku, a abc na dole.
Układ Dd0 jest wygodny do łączenia przy jednokierunkowym nawinięciu. Przy
układzie Yy jest podobnie.
a) b)
Rys. 4. Schemat montażowy układu Dd6  a) nawinięcie uzwojeń zgodne,
niewygodne do dołączanie wyprowadzeń końcówek DN (albo GN)  b)
nawinięcie uzwojeń przeciwne, wygodne dołączanie wyprowadzeń.
Uzyskiwanie układu o żądanym przesunięciu godzinowym
Procedura postępowania w tym przypadku jest następująca:
" Narysować odpowiednio trójkąty dla układów Dz, Dd albo trójkąta i
gwiazdy przy Yd, Dy, Yz
" Wybrać kolumny A, B, C
" Dowolnie oznaczyć po stronie GN (DN)
" Odpowiadająco oznaczyć zaciski po stronie DN (GN)
Procedura zostanie szczegółowo zilustrowana na przykładach, przy czym
milcząco złożono, że uzwojenia są nawinięte zgodnie, a układy wirują
przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.
5
Projekt Układu Dd10
Narysować  koło godzinowe z oznaczeniem godziny 10 i zaznaczyć na nim
położenie trójkąta GN i DN.
Rys. 5. Koło godzinowe z oznaczeniem przesunięcia godzinowego
Wybrać kolumny GN.
Do zacisku A dochodzą dwa boki trójkąta. Oznaczamy je (dwa boki) literką A.
Do zacisku a dochodzą dwa boki trójkąta. Oznaczamy je (dwa boki) literką a.
Sprawdzamy, które z boków A i a są do siebie równoległe. Takie postępowanie
ma na celu doprowadzenie do połączenia naturalnego. Po wskazaniu tych
boków oznaczamy je literką i odpowiednio . Nanosimy oznaczenie końca
uzwojenia fazy A, X. Teraz logicznie oznaczamy końce pozostałych faz Y, Z.
Rys. 6. Rys. 7.
W następnym kroku odpowiadająco, Rysujemy schemat montażowy
logicznie oznaczamy końce uzwojeń zgodnie z opisaną konwencją w
trójkąta DN i oznaczamy wyjścia podpunkcie schematy montażowe.
literkami , , , , , .
6
Układ Dd8
Rys. 9. Projekt układu Dd8
Układ Dz2
Rys. 10. Projekt układu Dz2
7
Układ Yz5
Rys. 11. Projekt układu Yz5
Układ Yd1
Rys. 12. Projekt układu Yd1
8
Układ Yz11
Rys. 13. Projekt układu Yz11
Układ Yz1
Rys. 14. Projekt układu Yz1
9
Układ Yd7
Rys. 15. Projekt układu Yd7
Odczytywanie przesunięcia godzinowego transformatora.
W kroku 1 rysujemy analizowany układ. Następnie, w kroku 2, rysujemy
gwiazdę odpowiadających sobie napięć. W kroku 3 budujemy gwiazdę lub
trójkąt napięć przenosząc równolegle wektory narysowane w kroku 2.
Przykład 1
Rys. 16. Układ Dz2
10
Przykład 2
Rys. 17. Układ Yd7
Przykład 3
Rys. 18. Układ Dd8
11